量子點(diǎn)顯示技術(shù)的科學(xué)解讀

第一代量子點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用是”光致發(fā)光“元件。在藍(lán)光LED前面加上分布有綠色和紅色量子點(diǎn)的膜,就可以發(fā)出液晶顯示器所需要的白色背光。量子點(diǎn)白光背光源和傳統(tǒng)白光背光源相比,紅、綠、藍(lán)三原色的色純度很高,在光譜圖中看就是有三個(gè)非常明顯的”峰“,而不是普通LED背光源那樣是一片平坦而連續(xù)的白光。 光致發(fā)光的量子點(diǎn)主要解決了傳統(tǒng)液晶顯示色域過(guò)小的致命問(wèn)題。即便是目前行業(yè)里最新的BT2020色域,量子點(diǎn)理論上也可以做到接近100%。現(xiàn)在市面上的量子點(diǎn)電視機(jī)色域基本可以達(dá)到BT2020的65%-90%不等(普通液晶屏幕,包括蘋果手機(jī)屏幕,只能覆蓋50%左右的BT2020色域)。 目前正在研究的第二代量子點(diǎn)技術(shù)則是以“電致發(fā)光”材料為代表的應(yīng)用。所謂“電致發(fā)光”是說(shuō)在這種材料通上電流就可以直接發(fā)光,應(yīng)用在液晶顯示設(shè)備上的話就不需要背光源和彩色濾光片。由于量子點(diǎn)是無(wú)機(jī)材料,它不僅穩(wěn)定性更好,也可以實(shí)現(xiàn)柔性顯示甚至印刷顯示,擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。目前這項(xiàng)技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室階段,我預(yù)計(jì)3-5年時(shí)間就可以開始逐步走出實(shí)驗(yàn)室開始商業(yè)化應(yīng)用的嘗試。 關(guān)于量子點(diǎn)中鎘污染的問(wèn)題 第一代量子點(diǎn),也就是光致發(fā)光的量子點(diǎn)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用一定的隔化物,因此目前對(duì)量子點(diǎn)電視爭(zhēng)議最大的一點(diǎn)就是其“環(huán)保性”。 而鎘的毒性之所以得到大家的警惕主要是因?yàn)殒囨k電池和礦山排放。一節(jié)大號(hào)鎳鎘電池含高達(dá)22g的鎘,臺(tái)灣等地因?yàn)樯a(chǎn)這種電池出現(xiàn)過(guò)鎘含量大大超標(biāo)的“鎘大米”。但是在量子點(diǎn)電視上,一個(gè)平方厘米的量子點(diǎn)LED只需要0.000002g的鎘,是一節(jié)鎳鎘電池的千萬(wàn)分之一、大致相當(dāng)于一支香煙的鎘量。現(xiàn)在市面上的量子點(diǎn)背光源電視,以一臺(tái)去年上市的TCL 55吋量子點(diǎn)電視為例,里面的鎘含量大約相當(dāng)于一公斤國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大米的鎘含量。也就是說(shuō)你吃掉一臺(tái)電視,才相當(dāng)于吃了一公斤國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大米。所以,量子點(diǎn)電視中鎘的含量從科學(xué)角度看不可怕,但被一些不明真相的人渲染的可怕了。 其次,電視買回去不是吃的,量子點(diǎn)電視中的鎘都被封裝到高分子的介質(zhì)中了。以我所熟悉的量子點(diǎn)電視元件為例,量子點(diǎn)材料是不會(huì)泄露的,自己也不會(huì)跑出來(lái),就算砸碎也不會(huì)跑出來(lái),極其難以被人體吸收、極其難以被釋放進(jìn)入空氣和水中。在美國(guó)做量子點(diǎn)生產(chǎn)時(shí)為了拿到美國(guó)環(huán)境保護(hù)總署的批件,把量子點(diǎn)元件粉碎、用鹽酸浸泡,最終結(jié)果是在鹽酸溶液中沒(méi)有測(cè)出鎘。 關(guān)于量子點(diǎn)鎘的危險(xiǎn)問(wèn)題,還有兩個(gè)事實(shí)可以和大家分享: 第一,我在美國(guó)發(fā)明的量子點(diǎn)生產(chǎn)技術(shù)叫做綠色合成化學(xué)。后來(lái)美國(guó)的QDvision公司把這個(gè)技術(shù)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化了,申請(qǐng)到了美國(guó)的“綠色化學(xué)總統(tǒng)獎(jiǎng)”。 第二,我在美國(guó)和中國(guó)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生、NN-Labs和納晶的同事,一般每年去檢查身體的鎘含量。在過(guò)去十幾年里,還沒(méi)有任何人查出身體里有可檢測(cè)量的鎘。 所以相比較而言,量子點(diǎn)電視的含鎘問(wèn)題,從科學(xué)角度看不是問(wèn)題。

量子點(diǎn)和OLED有可比性么? OLED也是現(xiàn)在比較熱門的 一種自發(fā)光顯示技術(shù)。過(guò)去普遍認(rèn)為電視機(jī)的發(fā)展路線圖是從CRT-LCD液晶-OLED,但如果量子點(diǎn)可以做到電致發(fā)光,那么將對(duì)OLED技術(shù)路線形成挑戰(zhàn)。 相比于第一代基于光致發(fā)光技術(shù)的量子點(diǎn)背光源電視,OLED TV在黑場(chǎng)、柔性、視角上確實(shí)擁有優(yōu)勢(shì)。黑場(chǎng)就是完全黑的時(shí)候,LCD永遠(yuǎn)趕不上OLED;柔性,OLED可以在柔性的基材上做。但是在亮度和色域范圍上,第一代光致發(fā)光量子點(diǎn)就已經(jīng)不輸于OLED了。 如果電致發(fā)光的量子點(diǎn)走出實(shí)驗(yàn)室,那么我相信OLED最后的這些優(yōu)勢(shì)很快都會(huì)消失。用電致發(fā)光量子點(diǎn)做顯示,同樣是量子點(diǎn),同樣的材料,電致發(fā)光不受濾色片的限制,能實(shí)現(xiàn)的色域范圍比光致發(fā)光的更大。而且在生產(chǎn)的能源消耗、終端產(chǎn)品壽命等方面,量子點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加凸顯。 當(dāng)然,這份榜單背后隱藏的商業(yè)利益對(duì)企業(yè)而言也是個(gè)巨大的誘惑。京東要想把這個(gè)榜單做成真正對(duì)消費(fèi)者有益、對(duì)行業(yè)有益的事業(yè),光把它做出來(lái)還是不夠的,畢竟在中國(guó)現(xiàn)在的商業(yè)環(huán)境下、惡意刷單等行為早已屢見不鮮,如何利用大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)屏蔽可能存在的風(fēng)險(xiǎn),并進(jìn)一步提升榜單更多的商業(yè)價(jià)值,則是京東下一步必須要考慮的事情。 京東家電事業(yè)部總裁閆小兵在618開盤前夕曾表示,京東在618期間公開產(chǎn)品銷售排行榜的目的就是要讓用戶可以直觀、準(zhǔn)確的了解產(chǎn)品和品牌銷售信息,避免出現(xiàn)各家都說(shuō)自己第一的問(wèn)題發(fā)生。但通過(guò)這次618促銷的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),相信這只是一種非常謙虛的說(shuō)法罷了,這個(gè)在一年時(shí)間里只會(huì)出現(xiàn)短短2周時(shí)間的榜單背后,確實(shí)留下了太多需要行業(yè)去思考和探索的東西。。 量子點(diǎn)技術(shù)的未來(lái) 在光致發(fā)光的第一代量子點(diǎn)電視上,我們中國(guó)目前是不落后別人的。從做量子點(diǎn)材料和背光源元件角度看,目前最有競(jìng)爭(zhēng)力的三家公司:QDVision 、Nanosys、納晶科技。前面兩家是美國(guó)公司,QDVision可以生產(chǎn)管式量子點(diǎn)背光源、Nansys的量子點(diǎn)可用于生產(chǎn)薄膜式量子點(diǎn)背光源,只有納晶科技的量子點(diǎn)可以同時(shí)生產(chǎn)兩種量子點(diǎn)背光源元件。 我從美國(guó)回來(lái)以時(shí)認(rèn)為以電致發(fā)光的量子點(diǎn)技術(shù)是最容易突破的領(lǐng)域。于是,我們實(shí)驗(yàn)室開始集中精力攻克量子點(diǎn)電致發(fā)光材料。一般情況下,研究量子點(diǎn)發(fā)光都是研究它們的光致發(fā)光,特點(diǎn)是一個(gè)光子進(jìn)來(lái)就可以發(fā)光了。而做電致發(fā)光原理完全不一樣,需要一個(gè)電子和一個(gè)空穴同時(shí)到達(dá)一個(gè)量子點(diǎn)。我們?cè)谡愦蟮膶?shí)驗(yàn)室,過(guò)去幾年的主要精力首先是理解、控制量子點(diǎn)的光致發(fā)光,并將其提高到了前所未有的水平。在此基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)為電致發(fā)光量子點(diǎn)。 而我們國(guó)家工信部也把量子點(diǎn)打印顯示是國(guó)家關(guān)鍵技術(shù),是下一代顯示產(chǎn)業(yè)的方向。科技部也發(fā)布了“十三五”計(jì)劃,其中把QLED打印顯示列為關(guān)鍵共性技術(shù)。國(guó)家認(rèn)為量子點(diǎn)打印技術(shù)很有希望成為下一代顯示的主流。這個(gè)方面我們要保持目前的領(lǐng)先地位。如果實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn),對(duì)國(guó)家的戰(zhàn)略價(jià)值意義重大。中國(guó)是全世界最大的顯示終端生產(chǎn)商,但是我們?cè)贚CD和OLED高端的顯示模組和模組里的高端東西基本上靠進(jìn)口,這消耗了非常多的外匯儲(chǔ)備。量子點(diǎn)打印顯示領(lǐng)域如果能夠力保持領(lǐng)先地位,并借這個(gè)領(lǐng)先地位在整個(gè)產(chǎn)業(yè)過(guò)程中間占據(jù)制高點(diǎn),對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略是非常重要的。畢竟,顯示是一個(gè)關(guān)乎到我們生產(chǎn)生活方方面面的大產(chǎn)業(yè)。
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